1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10044175
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
大塚 建樹 東海大学, 工学部, 教授 (60266369)
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| Keywords | LD励起 / マイクロチップ固体レーザ / Nd:YVO_4 / LNP / 動的不安定性 / カオス同期 / カオス的バースト / FM雑音 |
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| Research Abstract |
1.半導体レーザ励起マイクロチップNd:YVO_4レーザにおける動的不安定性
従来、分極に対する断熱消去が可能なClass-Bレーザ系では、自由度の不足によりカオスに至る動的不安定性は発現しないと信じられてきた。今回、Nd:YVO_4レーザにおいて特異な結晶場によりもたらされる不均一広がりとそれに起因する発振モード間非線形利得結合を起源とするパルセーョン、ロッキング、準周期振動、カオス的緩和振動などを実験的に見出し、理論的に良好に再現した。
2.半導体レーザ励起マイクロチップ誘導ラマンレーザ
レーザ媒質それ自体でのラマン散乱に起因するフォノン側帯波でのレーザ発振をNd系マイクロチップ固体レーザ(Nd:YAG、Nd:YVO_4、LNP)を用いて初めて観測した。発振波長は1.5μm付近であり、フォノンエネルギは約3000cm^<-1>と同定された。このストークス波長での誘導ラマン発振は、LDを遥かに凌ぐ単色性を有し、コヒーレント光伝送の復活を期待させる。
3.レーザ・アレーでのカオス同期
カオス同期現象は、カオス秘匿通信を行う場合の鍵である。今回、相互に結合したマイクロチップLNPレーザ・アレーにおいて自己光混合変調によってカオスを誘起し、結合度に対する状態変化を実験的に追及した。その結果、非同期から同期状態へ遷移する過程で、2つのレーザの振動強度の位相に強い相関が表れる"位相スクイーズド状態"が出現すること、同期状態では運動のエントロピーが増大することなど新知見が得られ、モデル方程式の解析により現象を検証した。
4.外部戻り光誘起カオス的バースト
光ファイバーと結合したマイクロチップ固体レーザにおけるランダムなカオス的バースト発生を実験的に見出し、カオス解析とシミュレーションより、レーザのFM雑音が起源であることを検証した。
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[Publications] Kenju Otsuka: "Self-Induced Spiking Oscillations and Associated Instabilities in a Laser-Diode Pumped Nd:YVO4 Laser"Japanese Journal of Applied Physics. 38・9A. L1025-L1028 (1999)
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[Publications] Kenju Otsuka: "Instrinsic Instability and Locking of Pulsation Frequencies in Free-Running Two-Mode Class-B Lasers"Physical Review A. (印刷中). (2000)
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[Publications] Siao-Lung Hwong: "1.5μm Emissions from Laser-Diode-Pumped Nd-doped Microchip Solid-State Lasers"Optics Letters. (印刷中). (2000)
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[Publications] Kenju Otsuka: "Synchronization of Mutually Coupled Self-Mixing-Modulated Lasers"Physical Review Letters. (印刷中). (2000)
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[Publications] Kenju Otsuka: "Instability in a Laser-Diode-Pumped Microchip Solid-State Laser with Feedback"Physical Review A. 60・5. 3389-3392 (1999)
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[Publications] kenju Otsuka: "Nonlinear Dynamics in Optical Complex Systems"KTK Scientific Publishers/Tokyo and Kluwer Academic Publishers/Dordrecht. 295 (1999)
